12. Организация учета эргономических требований при проектировании системы «человек-техника-среда»

12.1. Инженерно-психологические подходы к автоматизации

Возрастание сложности, масштабности и потенциальной опасности создаваемых технических объектов резко обостряю проблему обеспечения надежности и безопасности при управле­нии ими. Произошедшие в последние годы крупномасштабные аварии и катастрофы в разных странах показали, что техника представляет собой сложный и противоречивый социальный и природный феномен: с одной стороны, она создается ради чело­века и призвана решать задачи развития общества; с другой сто­роны, она же независимо от позитивных установок и разумных планов людей, которые ее создают и используют, может нанести и непоправимый вред природе и обществу.

Основным, а часто и решающим компонентом управления современной техникой является деятельность человека, характер которой значительно меняется вследствие интенсивного разви­тия средств автоматизации. Это приводит к существенному из­менению характера эргономических требований при ее проекти­ровании. Так, если ранее основной акцент делался на совершен­ствовании средств индикации и органов управления, то в на­стоящее время на первый план выходят проблемы, связанные с автоматизацией.

Помимо техники, автоматизация все больше вторгается как в повседневную жизнь, так и бизнес. Это и широкое распро­странение персональных компьютеров, сложной оргтехники, компьютерных сетей как локальных, внутрифирменных, так и глобальных, объединенных в мировую сеть «Интернет». Авто­матика становится составной частью сложной бытовой техники (например, стиральная машина-автомат, программируемые плиты СВЧ, кухонные комбайны, посудомоечные машины и т. д.). При этом автоматизация становится основой недоверия к технике, так как та как бы «живет своей жизнью», смысл вы­полняемых ее процессов часто непонятен, что становится при­чиной различных ошибок при эксплуатации, в том числе и серьезных.

В связи с автоматизацией к главным, методологическим про­блемам относится прежде всего разработка инженерно-психологических подходов к человеку и технике и принципов распределения функций между человеком и автоматикой.

Решения проблем автоматизации в эргономическом проек­тировании во многом основываются на общих подходах к чело­веку и технике. В зависимости от изучаемых аспектов взаимо­действия человека и техники эти подходы определялись по-разному: как подходы к пониманию роли человека в системах управления или как подходы к анализу систем «человек-машина».

На начальном этапе развития инженерной психологии, в 40—50-х годах, был распространен так называемый машиноцентрический подход, который обозначали как подход «от машины (техники) к человеку». В этом подходе — отмечал Б. Ф. Ломов — «человек рассматривается как простое звено системы; функ­ционирование этого звена исследуется в плане тех схем, прин­ципов и методов, которые разработаны для описания и анализа технических систем. Главная задача исследования, вытекающая из машиноцентрического подхода, — определение «входных» и «выходных» характеристик человека» [16, с. 33].

В качестве позитивных аспектов использования машиноцентри­ческого подхода Н.Д. Завалова, Б.Ф. Ломов, В.А. Пономаренко считали развитие точных методов в психологии и выявление не­которых существенных моментов деятельности человека-оператора: с одной стороны, его ограничений и, с другой сторо­ны, преимуществ перед автоматом, что безусловно содействова­ло решению некоторых задач автоматизации. При конкретном определении характеристик человека-оператора как звена управ­ления или канала связи в технической системе использовались методы теории автоматического регулирования, надежности пе­редачи информации, с помощью которых анализировались па­раметры передаточной функции человека, его пропускной способности, скорости переработки информации, времени реакции и т.д.

Однако с развитием инженерно-психологических исследова­ний все более проявлялась ограниченность машиноцентрического подхода. Так, было выявлено, что приведенные ранее характеристики человека-оператора во многом зависят от структу­ры его деятельности, индивидуально-личностных особенностей, уровня профессиональной подготовленности, работоспособно­сти, состояния. Поэтому возникла необходимость создания принципиально нового подхода к анализу систем «человек-машина», который бы полнее учитывал психологические осо­бенности операторской деятельности.

Таким подходом стал антропоцентрический подход, разрабо­танный в 60—70-х годах в основном в работах Б.Ф. Ломова, А.Д. Заваловой и В.А. Понаморенко, который его авторы опре­делили как подход «от человека к машине (технике)». В этом подходе человек-оператор рассматривается не как специфиче­ское звено технической системы, а как субъект труда, осуществ­ляющий сознательную, целенаправленную деятельность и ис­пользующий в ходе ее осуществления автоматические устройства в качестве средств достижения поставленной цели. И, таким об­разом, отношение «человек-машина» в системах управления считается здесь как отношение «субъект труда — орудие труда», то есть машина является средством, включенным в деятельность человека.

В теоретическом плане антропоцентрический подход осно­вывается на психологической теории деятельности и предпола­гает анализ структуры и динамики операторской деятельности и механизмов ее психической регуляции, а также исследование свойств человека как субъекта труда, познания и общения. Главной задачей инженерно-психологических исследований с позиций данного подхода становится проектирование деятель­ности человека-оператора. При этом проект деятельности дол­жен обусловливать решение всех других задач, связанных с раз­работкой систем «человек-машина».

За рубежом необходимость антропоцентрического подхода была заявлена только в конце 80-х— начале 90-х годов, в част­ности, в работах Ч. Биллингса, Б. Кантовица, Р. Соркина, пред­лагающих при решении проблемы автоматизации особое внима­ние обращать на учет когнитивных (информационных, мысли­тельных) процессов операторской деятельности.

В рамках антропоцентрического подхода разработан целый ряд более частных концепций. К ним можно отнести концепции многоуровневой адаптации человека и машины В.Ф. Венды, синтеза адаптивных биотехнических систем эргатического типа В.М. Ахутина, антропоморфную концепцию В.Я. Дубровского и Л.П. Щедровицкого, процессуальную концепцию А.И. Прохорова и Б.А. Смирнова, системно-антропоцентрическую концепцию инженерно-психологического проектирования А.И. Нафтульева, М.А. Дмитриевой и А.А. Крылова и т. д.

Можно обоснованно сказать, что сегодня основная научная позиция в большинстве инженерно-психологических и эргоно­мических исследований — безусловно антропоцентрический подход. В то же время на практике позиция многих разработчи­ков техники, которые сталкиваются с негативными последст­виями человеческого фактора в современном производстве сво­дятся к максимальной автоматизации систем управления, т. е. отражает машиноцентрический подход.

Примером недостатков автоматизации в авиации является европейский аэробус А-320, который летчики характеризовали как «летающий компьютер». Главной особенностью его автома­тизированной системы управления является возможность вме­шательства автоматики в управление, если действия пилота вы­ходят за некоторые допустимые пределы, что рассматривается автоматикой как ошибки. Поэтому летчики этих самолетов го­ворят, что они управляют не самолетом, а компьютером. В слу­чае возникновения неожиданностей летчик во многом лишен возможности отреагировать, используя свой опыт, так как ему мешает автоматика, и он оказывается ее заложником.

Машиноцентрическая позиция разработчиков техники будет сохраняться в связи с развитием вычислительных средств. По­этому противоречие между позициями разработчиков техники и специалистов по человеческому фактору, придерживающихся антропоцентрического подхода, будет углубляться. Для преодо­ления указанного противоречия необходимо критическое пере­осмысление и разработка новых инженерно-психологических подходов к человеку и технике или, точнее, к автоматизации процессов управления.

При решении проблемы автоматизации ведущими становятся вопросы о соотношении роли и ответственности разработчика, создающего технику, и оператора, ее эксплуатирующего. В связи с этим инженерно-психологический подход к автоматизации процессов управления должен исходить из особенностей созда­ваемой техники и представлять собой определенную методоло­гическую позицию рассмотрения роли и ответственности разра­ботчика и оператора.

Фактически эта позиция в основном заключается в том, ка­кую роль в управлении техникой ее разработчики предлагают че­ловеку-оператору, на кого возлагается главная ответственность при обеспечении надежности процессов управления: на разра­ботчика или оператора.

Используя данное понимание инженерно-психологического подхода к автоматизации, можно иначе интерпретировать со­держание и смысл машиноцентрического и антропоцентриче­ского подходов.

В машиноцентрическом подходе человек-оператор рассмат­ривается как дополнительное звено или канал связи в контуре управления технической системы. Разработчики техники в про­цессе решения проблем автоматизации отдают приоритет авто­матическим режимам управления, так как имеют возможность обеспечить надежность при возникновении отказов средствами автоматики путем резервирования отказавших технических эле­ментов. В этих возможностях автоматизации и заключается ос­новная особенность техники, для которой был применим дан­ный подход.

Тем самым в машиноцентрическом подходе разработчики опосредованно через автоматику выполняют ведущую роль в управлении; оператору отводится второстепенная роль: разра­ботчики возлагают на него функции, которые не может выпол­нить автоматика. При этом получается, что ответственность за обеспечение надежности управления разработчики техники должны были бы брать почти полностью на себя, кроме той не­большой ее части, которая возлагается на оператора за выполне­ние его профессиональных функций.

В антропоцентрическом подходе человек-оператор рассмат­ривается как центральное, главное звено управления; техниче­ский объект считается орудием труда человека, средством, вклю­ченным в его деятельность. Данный подход возник в процессе усложнения техники, когда из-за многообразия условий функ­ционирования технических систем разработчикам не удавалось решить проблему обеспечения надежности средствами автома­тики за счет технического резервирования и потребовалось воз­ложить на оператора функцию резервирования техники: ему предписывалось осуществление перехода с автоматических на ручные режимы управления при отказах элементов и блоков систем, функции которых он уже должен обеспечивать. В этой невозможности технического резервирования и состояла основ­ная особенность техники, для которой был применен данный подход.

Выполнение оператором функции резервирования техники приводит к тому, что ему отводится главная роль и на него ло­жится вся ответственность за обеспечение надежности управле­ния. Разработчики этой ответственности фактически не несут, а отвечают только за надежность функционирования технических устройств.

Осуществление оператором функции по резервированию техни­ки затрудняется тем, что в автоматических режимах он исключается из непосредственного управления. Это приводит к снижению его активности, что является предпосылкой ошибочных действий опе­ратора при переходе к ручным режимам в случае отказов автомати­ки. Для преодоления этих трудностей в рамках антропоцентриче­ского подхода требуется активное включение операторов в контур управления за счет организации полуавтоматических режимов. По­лагается, что в этом случае надежное выполнение оператором функций по резервированию техники может быть обеспечено за счет его знаний, навыков и умений, сформированных в процессе профессиональной подготовки.